本實用新型涉及生態(tài)工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，特別涉及藻類垂直遷移模擬實驗裝置。
背景技術(shù)：
：每年春末夏初，隨著氣溫的升高、光照的增強(qiáng)和風(fēng)向風(fēng)速等氣候條件的改變，水體水-沉積物界面的理化性質(zhì)和湖體的環(huán)境條件也發(fā)生了明顯的變化，大量藻類細(xì)胞開始從湖底復(fù)蘇并在有利的光照、溫度和水動力學(xué)等條件下上浮至水體。由于藻類“橫向-縱向”遷移受到場地限制，且目前研究進(jìn)展尚沒有用于室內(nèi)藻類“橫向-縱向”遷移的模擬裝置可供借鑒，特別是藻類垂直遷移模擬實驗裝置。技術(shù)實現(xiàn)要素：為了彌補(bǔ)以上領(lǐng)域的不足，本實用新型提供了藻類垂直遷移模擬實驗裝置。本實用新型所提供的藻類垂直遷移模擬實驗裝置，包括光照控制系統(tǒng)(1)、風(fēng)力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)、溫度控制系統(tǒng)、上端開口的柱體容器用作藻類遷移容器(3)；所述光照控制系統(tǒng)(1)用于設(shè)置在所述藻類遷移容器(3)的上端，并可通過連接方式固定在所述藻類遷移容器的外壁上；距離有機(jī)玻璃柱體容器的高度為8.0～12.0cm，用于給藻類補(bǔ)償光線，其可以靈活拆卸，滿足有機(jī)玻璃柱體容器注入試驗用水。所述風(fēng)力調(diào)節(jié)系統(tǒng)(2)用于設(shè)置在所述藻類遷移容器(3)的上端開口處，并可通過連接方式固定在所述光照控制系統(tǒng)(1)的底部；具有可伸縮功能，用于模擬自然風(fēng)力對藻類垂直遷移的影響。所述溫度控制系統(tǒng)可通過粘合方式設(shè)置在所述藻類遷移容器(3)的內(nèi)壁上；可靈活拆卸。所述藻類遷移容器(3)側(cè)壁上開有可關(guān)閉的通孔，用于從所述藻類遷移容器(3)內(nèi)取樣。所述光照控制系統(tǒng)(1)由白熾燈和導(dǎo)電線(4)組成，通過所述導(dǎo)電線(4)供給電能發(fā)光；和/或所述風(fēng)力調(diào)節(jié)(2)系統(tǒng)為風(fēng)扇；所述風(fēng)扇(2)通過兩頭帶有螺母的螺絲固定在所述光照控制系統(tǒng)(1)的底部；和/或所述溫度控制系統(tǒng)由加熱棒開關(guān)(10)和加熱棒(11)組成，并通過導(dǎo)電線(4)供給電能發(fā)熱；通過加熱棒開關(guān)10的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)有機(jī)玻璃柱體容器3內(nèi)不同水層的溫度調(diào)節(jié)，用于研究水溫對藻類垂直遷移的影響。所述藻類遷移容器(3)的材料為有機(jī)玻璃。所述光照控制系統(tǒng)(1)通過兩頭帶有螺母的支架(12)固定在所述藻類遷移容器(3)的外壁上，用于給藻類補(bǔ)償光照。所述風(fēng)扇位于藻類遷移容器(3)的上端開口處，具有可伸縮功能，從而能上下移動以模擬自然風(fēng)對藻類垂直遷移的影響。在所述藻類遷移容器(3)的內(nèi)壁上還可設(shè)置溫度控制系統(tǒng)承載體(7)，用于放置所述溫度控制系統(tǒng)。還包括管狀取樣組件(6)，由兩端開口的管體和封口蓋構(gòu)成；所述管體可通過所述通孔鑲嵌在所述藻類遷移容器(3)側(cè)壁并伸入所述藻類遷移容器(3)內(nèi)取樣，所述管體與所述通孔相匹配以實現(xiàn)密封連接，所述封口蓋通過封閉所述管體來實現(xiàn)對所述通孔的關(guān)閉。所述藻類遷移容器(3)的側(cè)壁上由上到下等距離開有多個所述通孔，并鑲嵌有對應(yīng)數(shù)量的所述管狀取樣組件(6)。所述管體采用有機(jī)玻璃制成。所述有機(jī)玻璃柱體容器(3)高度為1.0～2.0m，直徑1.0～1.5m；在有機(jī)玻璃柱體容器(3)上共設(shè)置11個取樣管(6)，取樣管(6)由有機(jī)玻璃管和封口蓋組成，其中最上端取樣管(6)距離有機(jī)玻璃柱體容器(3)上沿15.0～20.0cm，最下端取樣管(6)緊貼有機(jī)玻璃柱體容器(3)下沿，每個取樣管的平均距離10.0～25.0cm。有機(jī)玻璃柱體容器(3)位于模擬裝置承重平臺(8)上，模擬裝置承重平臺(8)由模擬裝置承重支柱9支撐。所述藻類垂直遷移模擬實驗裝置在用于在室內(nèi)模擬自然藻類垂直遷移中的應(yīng)用也屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本實用新型所提供的藻類垂直遷移模擬實驗裝置，可以實現(xiàn)在室內(nèi)進(jìn)行模擬自然藻類垂直遷移研究，具有較好的實驗應(yīng)用價值，能夠模擬溫度、光照和水動力對藻類垂直遷移的影響。附圖說明圖1為藻類垂直遷移室內(nèi)模擬實驗裝置。圖2為可調(diào)式溫度控制系統(tǒng)的組成。1-光照控制系統(tǒng)；2-風(fēng)力調(diào)節(jié)系統(tǒng)；3-藻類遷移容器；4-導(dǎo)電線；5-可調(diào)式溫度控制系統(tǒng)；6-管狀取樣組件；7-可調(diào)式溫度控制系統(tǒng)承載體；8-模擬裝置承重平臺；9-模擬裝置承重支柱；10-加熱棒開關(guān)；11-加熱棒，12-兩頭帶有螺母的支架。圖3為不同光照條件下藻類密度含量。圖4為不同溫度條件下藻類密度含量。具體實施方式實施例1、藻類垂直遷移室內(nèi)模擬實驗裝置如圖1和圖2所示，本實用新型提供的藻類垂直遷移室內(nèi)模擬實驗裝置，包括光照控制系統(tǒng)1、風(fēng)力調(diào)節(jié)系統(tǒng)2、溫度控制系統(tǒng)、上端開口的柱體容器用作藻類遷移容器3；所述光照控制系統(tǒng)1用于設(shè)置在所述藻類遷移容器3的上端，并可通過連接方式固定在所述藻類遷移容器的外壁上；所述風(fēng)力調(diào)節(jié)系統(tǒng)2用于設(shè)置在所述藻類遷移容器3的上端開口處，并可通過連接方式固定在所述光照控制系統(tǒng)1的底部；所述溫度控制系統(tǒng)可通過粘合方式設(shè)置在所述藻類遷移容器3的內(nèi)壁上；所述藻類遷移容器3側(cè)壁上開有可關(guān)閉的通孔，用于從所述藻類遷移容器3內(nèi)取樣。所述光照控制系統(tǒng)1由白熾燈和導(dǎo)電線4組成，通過所述導(dǎo)電線4供給電能發(fā)光；所述風(fēng)力調(diào)節(jié)2系統(tǒng)為風(fēng)扇；所述風(fēng)扇通過兩頭帶有螺母的螺絲固定在所述光照控制系統(tǒng)1的底部；即風(fēng)扇位于光照控制系統(tǒng)1與藻類遷移容器3之間；所述溫度控制系統(tǒng)由加熱棒開關(guān)10和加熱棒11組成，并通過導(dǎo)電線4供給電能發(fā)熱。所述藻類遷移容器3的材料為有機(jī)玻璃。所述光照控制系統(tǒng)1通過兩頭帶有螺母的支架12固定在所述藻類遷移容器3的外壁上，用于給藻類補(bǔ)償光照。所述風(fēng)扇位于藻類遷移容器3的上端開口處，具有可伸縮功能，從而能上下移動以模擬自然風(fēng)對藻類垂直遷移的影響。在進(jìn)一步的實施例中，在所述藻類遷移容器3的內(nèi)壁上還可設(shè)置溫度控制系統(tǒng)承載體7，用于放置所述溫度控制系統(tǒng)?？烧{(diào)式溫度控制系統(tǒng)承載體7通過粘合方式鑲嵌在有機(jī)玻璃柱體容器3的內(nèi)壁上，呈垂直條狀分布，可靈活拆卸，其上配置有可調(diào)式溫度控制系統(tǒng)5。可調(diào)式溫度控制系統(tǒng)5由加熱棒開關(guān)10和加熱棒11組成，并通過導(dǎo)電線4供給電能發(fā)熱；所述藻類遷移容器3位于模擬裝置承重平臺8上，模擬裝置承重平臺8由模擬裝置承重支柱9支撐。在進(jìn)一步的實施例中，還包括管狀取樣組件6，由兩端開口的管體和封口蓋構(gòu)成；所述管體可通過所述通孔鑲嵌在所述藻類遷移容器3側(cè)壁并伸入所述藻類遷移容器3內(nèi)取樣，所述管體與所述通孔相匹配以實現(xiàn)密封連接，所述封口蓋通過封閉所述管體來實現(xiàn)對所述通孔的關(guān)閉。所述藻類遷移容器3的側(cè)壁上由上到下等距離開有多個所述通孔，并鑲嵌有對應(yīng)數(shù)量的所述管狀取樣組件6。所述管體采用有機(jī)玻璃制成。管狀取樣組件6由上到下等距離鑲嵌在藻類遷移容器3上。在進(jìn)一步的實施例中，藻類遷移容器3高度為1.0～2.0m，直徑1.0～1.5m；在藻類遷移容器3上共設(shè)置11個取樣管6，取樣管6由有機(jī)玻璃管和封口蓋組成，其中最上端取樣管6距離有機(jī)玻璃柱體容器3上沿15.0～20.0cm，最下端取樣管6緊貼藻類遷移容器3下沿，每個取樣管的平均距離10.0～25.0cm。光照控制系統(tǒng)1由白熾燈和導(dǎo)電線4組成，距離有機(jī)玻璃柱體容器的高度為8.0～12.0cm，用于給藻類補(bǔ)償光線，其可以靈活拆卸，滿足藻類遷移容器3注入試驗用水。風(fēng)扇位于藻類遷移容器3的上端開口處，具有可伸縮功能，用于模擬自然風(fēng)力對藻類垂直遷移的影響?？烧{(diào)式溫度控制系統(tǒng)5由可調(diào)式溫度控制系統(tǒng)承載體7、加熱棒開關(guān)10和加熱棒11組成，通過加熱棒開關(guān)10的轉(zhuǎn)換實現(xiàn)藻類遷移容器3內(nèi)不同水層的溫度調(diào)節(jié)，用于研究水溫對藻類垂直遷移的影響。實施例2、使用本實用新型的藻類垂直遷移室內(nèi)模擬實驗裝置進(jìn)行模擬實驗?zāi)M實驗分為2組，每組各設(shè)置25臺藻類垂直遷移室內(nèi)模擬實驗裝置(裝置設(shè)計同實施例1完全相同)，在實驗過程中，調(diào)整光源使其光暗比為12:12，光照強(qiáng)度在0-6300lx范圍，藻類培養(yǎng)液依據(jù)表1和表2進(jìn)行配置，配置過程中首先按照表1進(jìn)行定量配置，然后將按照表2配置好的溶液(裸藻培養(yǎng)液(B))與表1配置好的溶液(裸藻培養(yǎng)液(A))進(jìn)行混合，即完成藻類培養(yǎng)的配置。試驗開始時測定原水樣的TN、TP和藻密度(TN測試參照HJ636-2012，TP測試參照GB711893-89，藻密度測試參照“于海燕,周斌,胡尊英,等.生物監(jiān)測中葉綠素a濃度與藻類密度的關(guān)聯(lián)性研究[J].中國環(huán)境監(jiān)測,2009(06):40-43.”)，之后每隔一定時間進(jìn)行定時采樣和連續(xù)觀測。藻類采用血紅裸藻(趙欣勝,崔麗娟,李偉,等.北京翠湖濕地血紅裸藻水華發(fā)生的環(huán)境條件[J].水生態(tài)學(xué)雜志,2015(2):11-17.)作為實驗種。表1裸藻培養(yǎng)液(A)項目原液(g/100ml)營養(yǎng)液(ml)醋酸鈉1010牛肉膏1010胰化蛋白胨1020酵母提取物1020土壤浸提液*/30去離子蒸餾水/910*土壤浸提液制作:取少量研究區(qū)岸邊的土壤，加2～3倍去離子水，煮沸1個小時，冷卻后用濾紙過濾后即可使用。表2裸藻培養(yǎng)液(B)項目原液(g/100ml)營養(yǎng)液(ml)KNO31.020(NH4)2HPO40.210MgSO4.7H2O0.110CaSO4飽和溶液20(1)不同光照下藻類垂直遷移模擬試驗在光照強(qiáng)度0-6300lx范圍內(nèi)，等間隔設(shè)置25個處理，同時設(shè)置5種不同透光率(即不同光強(qiáng))，光強(qiáng)控制可在本裝置安裝光強(qiáng)控制開關(guān)，在實驗過程中通過調(diào)整光強(qiáng)控制開關(guān)實現(xiàn)。其中第1個裝置設(shè)置光強(qiáng)為6300lx，第2個裝置光照強(qiáng)度5040lx，第3個裝置光照強(qiáng)度4095lx，第4個裝置光照強(qiáng)度2520lx，第5個裝置光照強(qiáng)度1575lx，具體光強(qiáng)控制依據(jù)光量子監(jiān)測儀獲得的光照強(qiáng)度確定，光照采用藻類垂直遷移室內(nèi)模擬實驗裝置中自帶的光照控制系統(tǒng)和外配置在裝置周邊的光照系統(tǒng)。溫度維持在(25±1)℃，光暗周期為12L:12D，每隔一定時間定時采樣并測定TN、TP和不同水位上藻密度；同時繼續(xù)向器皿中添加適量氮或磷的營養(yǎng)鹽以保持原水的氮磷濃度不變。結(jié)果如圖3所示。(2)不同溫度條件下藻類垂直遷移模擬試驗水體溫度擬設(shè)15℃、20℃、25℃、30℃、35℃5個梯度(梯度間隔可根據(jù)實際情況再細(xì)分；水溫通過加熱棒(10)控制，光照強(qiáng)度采用上述方法控制為5個不同的光照強(qiáng)度，光暗周期為12L:12D。每隔一定時間定時采樣并測定TN、TP和不同水位藻密度；同時繼續(xù)向器皿中添加適量氮或磷的營養(yǎng)鹽以保持原水的氮磷濃度不變。結(jié)果如圖4所示。結(jié)果：不同溫度條件下藻類垂直遷移模擬試驗結(jié)果顯示，30℃下藻類較快向表層水富集，而且藻類密度也高于地層密度。而不同光照下藻類垂直遷移模擬試驗結(jié)果顯示，6300lx光強(qiáng)下藻類向表層富集密度最大。通過兩個實驗說明本裝置具有較好的實驗應(yīng)用價值，能夠模擬自然環(huán)境下溫度和光照對藻類垂直遷移的影響。當(dāng)前第1頁1 2 3